JP3893301B2 - 半導体装置の製造方法および半導体モジュールの製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法および半導体モジュールの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3893301B2 JP3893301B2 JP2002083366A JP2002083366A JP3893301B2 JP 3893301 B2 JP3893301 B2 JP 3893301B2 JP 2002083366 A JP2002083366 A JP 2002083366A JP 2002083366 A JP2002083366 A JP 2002083366A JP 3893301 B2 JP3893301 B2 JP 3893301B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sealing
- circuit board
- wiring
- conductor
- semiconductor element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
- H10W74/10—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition
- H10W74/111—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition the semiconductor body being completely enclosed
- H10W74/114—Encapsulations, e.g. protective coatings characterised by their shape or disposition the semiconductor body being completely enclosed by a substrate and the encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
- H10W70/60—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
- H10W70/67—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers characterised by their insulating layers or insulating parts
- H10W70/68—Shapes or dispositions thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
- H10W74/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
- H10W70/60—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
- H10W70/67—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers characterised by their insulating layers or insulating parts
- H10W70/68—Shapes or dispositions thereof
- H10W70/682—Shapes or dispositions thereof comprising holes having chips therein
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
- H10W72/5522—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
- H10W72/874—On different surfaces
- H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/90—Bond pads, in general
- H10W72/951—Materials of bond pads
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/731—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
- H10W90/734—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/754—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
Landscapes
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置および半導体モジュールの製造方法に関し、特に、表面に配線等が形成された回路基板上に半導体チップが直接搭載される半導体装置およびその半導体装置が用いられる半導体モジュールの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器分野においては、機器の小型化、軽量化、薄型化等のニーズが日々高まっており、それに伴い、これらの電子機器を構成する半導体装置においても、半導体装置の小型化、軽量化および薄型化が求められるようになってきている。
【0003】
これらの要求を満たす半導体装置の実装技術の1つとして、現在、半導体チップを配線等が形成された回路基板上に直接搭載する、COB(Chip On Board)と呼ばれる実装技術が実用化されている。
【0004】
以下に、従来のCOB実装技術を用いたCOBパッケージについて説明する。
【0005】
従来のCOBパッケージは、表面に配線が形成された回路基板と、回路基板上に配置された半導体チップと、半導体チップの電極と回路基板表面上の配線とを電気的に接続する導体であるワイヤと、回路基板上に設けられ、ワイヤおよびそのワイヤが接続された配線の一部と半導体チップとを含む領域を囲む封止枠と、封止枠内に注入される樹脂等よりなる封止体とによって構成されている。
【0006】
回路基板上に設けられた封止枠は、枠内に注入される樹脂等の封止体の流れ出しを防止するダムの働きを有するものである。この構成により、保護の必要となる、ワイヤおよびそのワイヤが接続された配線の一部と半導体チップが封止体により確実に保護される。
【0007】
従来におけるCOBパッケージの製造方法においては、まず回路基板等の上に、例えばシリコンウエハより製造された半導体チップを配置し、そして、半導体チップの電極と回路基板上の配線とをワイヤボンディング法等の公知の技術を用いて互いに電気的に接続する。
【0008】
次に、回路基板上に搭載された半導体チップ、ワイヤおよびワイヤが接続された配線の一部を封止樹脂等の封止体により封止する。半導体チップの封止は、回路基板上に搭載された半導体チップ、半導体チップの電極と回路基板の配線とを電気的に接続するワイヤ、そしてワイヤの一端が接続された配線の一部とを含む領域を規定する封止枠を公知の印刷法や搭載法を用いて、回路基板上の所定位置に設けた後、その封止枠内に流動性のある封止樹脂を注入することで行われている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の製造方法によるCOB実装の半導体装置では、封止体の流れ出しを防止する封止枠を半導体装置毎に設け、そして、その封止枠内に封止体を注入することで半導体チップの封止を行っている。そのため、個々の半導体装置の外形寸法が、回路基板上に設けられた封止枠により制御されてしまい、半導体装置の小型化が困難となっていた。また、従来の製造方法では、個々の半導体装置を形成する毎に封止枠が設けられるため、コストおよび製造時間が増大するという課題も生じていた。
【0010】
また、従来の製造方法を用いたCOB実装の半導体装置を含む半導体モジュールの場合、COB実装に用いられる封止枠は、COB実装の半導体装置と、それに隣接して実装される半導体装置間に形成されたソルダーレジスト上に配置されている。そのため、回路基板上に実装されたCOB実装の半導体装置と、それに隣接して実装される半導体装置との間に設けられるソルダーレジストの距離は、封止枠の幅およびソルダーレジストのマスクずれ等によって制御されてしまうので、各半導体装置間の距離を一定以上近づけることができず、半導体モジュールの小型化を図ることが困難となっていた。
【0011】
そこで、本発明においては、コストの削減および製造時間の短縮を可能とし、かつ、小型化されたCOB実装の半導体装置および半導体モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る半導体装置の製造方法の1つは、少なくとも一つの表面に半導体素子と、配線と、一端が半導体素子に他端が配線にそれぞれ接続される導体とが設けられた回路基板上に、半導体素子、導体、および導体の他端が接続された配線の一部を含む領域を規定する、高い熱収縮性材料により形成されたダムを配置する工程と、ダムにより規定された領域内に封止体を導入し、半導体素子、導体および導体の他端が接続された配線の一部とを封止体により封止する工程と、ダムを冷却することで、ダムを封止体から剥離させる工程とから構成されるものである。
【0013】
また、本発明に係るその他の半導体装置の製造方法は、少なくとも一つの第1表面に第1半導体素子と、第1配線と、一端が第1半導体素子に他端が第1配線にそれぞれ接続される第1導体とが設けられた第1回路基板上に、第1半導体素子、第1導体、および第1導体の他端が接続された第1配線の一部を含む領域を規定する、高い熱収縮性材料により形成されたダムを配置する工程と、ダムにより規定された領域内に封止体を導入し、第1半導体素子、第1導体および第1配線の一部とを前記封止体により封止する工程と、ダムを冷却することで、ダムを封止体から剥離させる工程と、少なくとも一つの第2表面に第2半導体素子と、第2配線と、一端が第2半導体素子に他端が第2配線にそれぞれ接続される第2導体とが設けられた第2回路基板上に、剥離されたダムを配置し、第2回路基板上に配置された剥離されたダムに封止体を導入することで、第2半導体素子と、第2導体と、第2導体の他端が接続された第2配線の一部とを封止体により封止する工程とから構成されるものである。
【0014】
加えて、本発明に係る半導体モジュールの製造方法の1つは、少なくとも一つの表面に半導体素子と、配線と、一端が半導体素子に他端が配線にそれぞれ接続される導体とが設けられた回路基板上に、半導体素子、導体、および導体の他端が接続された配線の一部を含む領域を規定する、高い熱収縮性材料により形成されたダムを配置する工程と、ダムにより規定された領域内に封止体を導入し、半導体素子、導体および配線の一部とを封止体により封止する工程と、ダムを冷却し、ダムを封止体から剥離させることで、回路基板上に搭載される第1半導体装置を形成する工程と、回路基板上に、第1半導体装置とは所定距離離間して配置される第2半導体装置を搭載する工程ととから構成されるものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0016】
図1(a)〜図1(d)は、本発明における半導体装置の製造方法における各工程の断面図であり、図2は、本発明における封止枠のもう一つの構成を説明する封止枠要部の拡大図である。
【0017】
図1(a)に示すように、まず、ガラスエポキシ樹脂等よりなる回路基板101を準備する。
【0018】
この回路基板101の表面および裏面には、銅(Cu)等の導電性膜よりなる配線102が形成されており、本実施形態では、回路基板101の表面に形成された配線102aと裏面に形成された配線102bとが回路基板101内に形成されたスルーホール104によって電気的に接続されている。
【0019】
また、回路基板101表面の配線102のうち、回路基板101上に搭載された半導体素子106の電極との間を電気的に接続する、例えばボンディングワイヤ107等の導体が接続される一部以外の配線102上には、回路基板101上の配線102を保護する導体保護層のソルダーレジスト103が形成されている。
【0020】
さらに、本実施形態の回路基板101では、半導体素子106の搭載予定領域の回路基板101表面に、回路基板101上の配線102が形成されている面よりも低い底面を有する凹部105が設けられた構造をしている。
【0021】
本実施形態における半導体装置の製造方法においては、この凹部105内の底面に、例えば銀(Ag)ペーストや絶縁ペースト等からなる固定部材108を配置し、この固定部材108によって、回路基板101上へ半導体素子106を固定する。
【0022】
このため、凹部105を有する回路基板101を用いる本実施形態によると、配線102が形成された面よりも一段低い凹部105の底面に半導体素子106が搭載され、結果として、凹部105を有しない回路基板101に搭載されて形成された半導体装置よりも、さらに薄型化した半導体装置を提供することを可能としている。例えば、回路基板101表面に形成される凹部105の底面が、基板表面の高さから約0.15mm程度低い位置にある場合、完成した半導体装置の配線102が形成された回路基板101表面からの総厚を約0.3mm程度以内に抑えることが可能である。
【0023】
このようにして回路基板101に半導体素子106を搭載した後、半導体素子106上の電極と回路基板101上の配線102とを金(Au)よりなるボンディングワイヤ107等の導体により電気的に接続する。この際、半導体素子106の電極と回路基板101上の配線102とは、周知のワイヤボンディング法によって接続される。
【0024】
次に、図1(b)に示すように、半導体素子106およびボンディングワイヤ107、そしてワイヤボンディング107が接続される配線102の一部を含む領域の周囲、望ましくは封止枠109の内壁が配線102に接続されたワイヤボンディング107の端部から約0.35mm以上離間して位置するよう、後工程にて内部に注入される封止体110の流れ出しを防止する封止体流出防止ダムの封止枠109を回路基板101上に設ける。
【0025】
この回路基板101上に設けられる封止枠109は、幅が約0.4mm以上、高さが約0.08mm以上であり、後工程で使用される封止体110よりも熱収縮性に優れた材料によって形成されていればよい。
【0026】
本実施形態において、公知のエポキシ樹脂を用いる封止方法を採用する場合においては、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)等の金属、または高い粘性を有し、かつ、熱収縮性を高めた樹脂、例えば高粘度のエポキシ樹脂やポリイミド樹脂等により構成される封止枠109を使用することができる。
【0027】
本実施形態では、予め金型等を用いて封止枠109を形成し、回路基板101の所定の位置に封止枠109を固定することで、Cuよりなる封止枠109を回路基板101上の所定位置に設けている。
【0028】
この他の封止枠109の形成方法としては、封止を行う際に使用される封止体110の粘度よりも高い粘度を有する樹脂等を用いて、メタルマスクに開口部を設け、その開口部より封止枠材料を半導体素子106の周囲に印刷塗布する公知のスクリーン印刷法や、エアー圧力を利用して封止枠材料を半導体素子106の周囲に沿って軌跡を描くように定量吐出して封止枠を形成するディスペンス法等があり、これらの方法を用いて本実施形態の封止枠109を形成しても構わない。
【0029】
次に、回路基板101上の所定位置に封止枠109を設けた後、封止枠109内部に封止体110を注入し、封止枠109により規定された領域内にある、半導体素子106、ボンディングワイヤ107および配線102の一部を封止体110で被覆し、封止を行う。
【0030】
そして、封止体110に対して、約100〜180℃、1〜6時間程度の加熱を行い、封止枠109内の封止体110を硬化させて、半導体素子106等の保護を行う。
【0031】
なお、本発明の半導体装置の製造方法では、熱収縮性の高い、つまり熱膨張し易い材料によって封止枠109を構成している。そのため、回路基板101上に予め設けられた本実施形態の封止枠109は、この封止体110の硬化を行う加熱工程により、外向きの応力を生じ膨張している。
【0032】
このような封止工程の後、半導体素子106が搭載された回路基板101は常温(約18〜36℃)に戻され、冷却される。
【0033】
この冷却によって、先の加熱工程で膨張していた封止枠109は、内部に注入され硬化された封止体110よりも速い速度で収縮する。つまり、封止枠109内には外側から内側方向へと向かう応力が生じることとなる。
【0034】
結果として、封止枠109と封止体110、および封止枠109と回路基板101との界面には亀裂が生じ、封止枠109が除去される。
【0035】
これは、封止枠109内に注入され硬化される封止体110を構成する材料が有する熱収縮性よりも、高い熱収縮性を有する材料にて封止枠109を構成し、封止体110の注入前に、封止枠109を膨張させることで、冷却時に封止枠109と封止体110との間に生じる応力の差を利用するためである。
【0036】
以上の工程により、封止枠109を持たない、小型化された半導体装置が提供される。
【0037】
本実施形態における半導体装置の製造方法では、封止体110を硬化させる加熱工程を利用し、半導体素子106が搭載された回路基板101の冷却により生じる、互いに隣接する封止枠109と封止体110、また封止枠109と回路基板101との応力の差を用いることで、封止枠109と封止体110との界面に亀裂を生じさせ、結果、外形寸法を規定する封止枠109の除去を行っている。すなわち、本実施形態の半導体装置の製造方法を用いれば、新たな封止枠109の除去工程を加えることなく、封止枠109を持たない、より小型化された半導体装置を提供することが可能となる。
【0038】
また、本実施形態により製造される半導体装置では、配線102、半導体素子106およびボンディングワイヤ107、特に、外力の影響を受け易いボンディングワイヤ107のうち、回路基板101上の配線102に接続される部分から半導体素子106の電極に接続される部分までが、1つの材料より構成される封止体110によって覆われ保護される。
【0039】
この構成により、本実施形態での半導体装置では、従来の半導体装置において、更なる小型化を図る目的で、配線、半導体素子およびボンディングワイヤを、互いに異なる構成材料で形成した封止枠と封止体とで保護する場合では、封止枠と封止体とで生じる応力の差によって引き起こされる恐れのあった、ボンディングワイヤ107の切断や脱離を防止することが可能となる。この結果、小型化を図りつつ、より信頼性の高い半導体装置を提供することが可能となる。
【0040】
加えて、本実施形態における半導体装置の製造方法のうち、Cu等により構成される封止枠109を回路基板101上に搭載して設ける製造方法においては、従来、個々の半導体装置毎に準備される必要のあった封止枠109を複数の半導体装置に対して繰り返し使用することが可能となる。結果として、より低いコストで半導体装置を製造することが可能となる。
【0041】
つまり、本発明における半導体装置の製造方法によれば、コストの削減および製造時間の短縮を可能とし、かつ、小型化されたCOB実装の半導体装置を提供することが可能となる。
【0042】
本実施形態の半導体装置の製造方法では、封止体110の硬化を行う加熱工程により封止枠109を膨張させる方法を例に挙げて説明を行ったが、封止体110を硬化させる前であれば、封止枠109を膨張させるための加熱はいつ行われてもよい。
【0043】
また、本実施形態においては、回路基板101の加熱を行い、加熱を止めた後、回路基板101を常温に戻して封止枠109の除去を行ったが、常温にて封止体110の硬化までを行い、その後、回路基板101を常温以下に冷却することで封止枠109に応力を生じさせ封止枠109の除去を行ってもよい。
【0044】
なお、本実施形態においては、封止体110の流れ出しを防止する封止枠109を1つの部材により構成する場合を例に挙げて説明を行ったが、封止枠109の構成については、これに限られるものではない。
【0045】
本実施形態におけるこの他の封止枠109としては、図2に示すように、回路基板101と封止体110とに接する第1部材201、そして、回路基板101および封止体110とは離間し、かつ、第1部材201には接して配置される第2部材202といった複数の部材より構成された封止枠109を使用することも可能である。
【0046】
但し、外壁側に設けられた第2部材202は、内壁側に設けられた第1部材201の熱収縮性よりも小さい熱収縮性を有する材料によって形成されていることが好ましい。
【0047】
各部材に用いられる材料の具体例としては、内壁側に設けられる第1部材をAlとする場合、封止枠109の冷却時における第1部材201と第2部材202との界面に加わる応力を考慮して、第2部材の材料としてはCu等を用いることが望ましい。
【0048】
このように、単一部材ではなく、複数の異なる熱収縮性を有した部材からなる多重構造の封止枠109を使用することで、回路基板101を冷却した際、封止枠109内部に生じる応力の方向を制御することが可能となる。つまり、熱収縮性の高い第1部材から熱収縮性の低い第2部材の方向へ、封止枠109を回路基板101および封止体110から脱離する方向へ応力の方向が制御される。
【0049】
結果として、回路基板101および封止体110の接着界面で、封止枠109が更に確実に剥離されるようになる。
【0050】
次に、図3(a)〜(d)を用いて、本発明における半導体モジュールの製造方法を説明する。
【0051】
図3(a)〜(b)は、本発明における半導体モジュールの製造方法における各工程の断面図である。また、第1の実施形態で示した記号と同一記号は同一物、若しくは相当部分を示すものである。
【0052】
まず、図3(a)に示すように、先に説明した半導体装置の製造方法の場合と同様、表面に配線102が形成され、配線102を保護するソルダーレジスト103と凹部105とが形成された回路基板101を準備し、凹部105内の所定の位置に半導体素子106を搭載する。その後、半導体素子105の電極と、回路基板101上の配線102とをワイヤボンディング法等を用いて電気的に接続する。
【0053】
半導体モジュールを製造する場合、回路基板102上には、COB半導体装置を搭載する所定領域に隣接して、例えば、リードフレーム等を有する、QFP、SOPといった表面実装型の半導体装置302が搭載されるべき領域301がソルダーレジスト103が除去されて設けられている。領域301においては、半導体装置302と電気的に接続される回路基板101上の配線102がソルダーレジスト103より露出されて配置されている。
【0054】
ここで、本実施形態においては、回路基板101上に設けられる、互いに隣接する2つの半導体装置106,302の搭載予定領域間の距離は、0.2mm程度以上離間していることが望ましい。
【0055】
これは、それぞれの領域を形成するためのソルダーレジストの除去時のマスクずれや、表面実装型半導体装置を搭載する際の半導体装置の搭載位置のずれを加味して決定されるものであり、半導体モジュールを構成する半導体装置により適宜決められるものである。
【0056】
次に、図3(b)に示すように、回路基板102上の所定位置に搭載された半導体素子106およびボンディングワイヤ107、配線102の一部の周囲に、封止体110の流れ出しを防止する封止枠109を回路基板101上に配置する。
【0057】
このとき、回路基板101上に設けられる封止枠109は、先の半導体装置の製造方法の場合と同様に、後工程で内部に注入される封止体110よりも高い熱収縮性を有する材料にて形成されている。また、封止枠109の高さ、および幅についても、先の場合と同様、高さ0.3mm程度、幅1mm程度である。
【0058】
本発明の半導体モジュールの製造方法における封止枠109の形成方法では、先に説明したような搭置法や印刷法、ディスペンス法等の形成方法を採用することができる。但し、図3(b)に示すように、隣接する搭載予定領域間の距離が短く、封止枠109の設置位置にソルダーレジストによる段差が生じる場合等においては、印刷法、およびディスペンス法といった段差被覆性の高い封止枠109形成方法を採用することが望ましい。
【0059】
このようにして封止枠109を設置した後、図3(c)に示すように、封止枠109内部に封止体110を注入し、封止枠109によって規定された領域内の、半導体素子106、ボンディングワイヤ107および配線102の一部を封止体110で被覆する。
【0060】
そして、封止体110に対して、約100〜180℃、1〜6時間程度の加熱を行い、封止体110を硬化させる。これにより、半導体素子106等の保護を行う。
【0061】
なお、本半導体モジュールの製造方法においても、封止体110の硬化を行う加熱工程により、熱収縮性の高い封止枠109が膨張している。そのため、加熱工程後に行われる回路基板101の冷却時に封止枠109内部に応力が生じ、結果として、封止枠109と封止体110とが剥離され、封止枠109が回路基板101より除去される。
【0062】
このようにして回路基板101に、半導体モジュールを構成する1つの半導体装置が搭載される。
【0063】
COB半導体装置の搭載後、本半導体モジュールの製造方法では、図3(d)に示すように、隣接するもう1つの半導体装置の搭載予定領域に、例えば、QFPやSOPといったリードフレームタイプの表面実装型の半導体装置302を搭載し、所望の半導体モジュールを完成させる。
【0064】
このような本発明における半導体モジュールの製造方法によれば、先に回路基板101上に搭載されるCOB半導体装置の封止を行う際に用いられる封止枠109の一部が隣接して搭載される半導体装置の搭載予定領域301に掛かる場合においても、封止体110を硬化するための加熱、および冷却工程により、封止体110よりも高い熱収縮性を有する材料にて形成された封止枠109は回路基板101より除去される。そのため、封止枠109のための幅を考慮する必要がなくなり、結果として、半導体モジュールを構成するCOB半導体装置とその他の半導体装置との間の距離を最小に設定することが可能となる。つまり、半導体モジュール全体の占有面積を縮小することが可能となる。
【0065】
つまり、先に説明した半導体装置の製造方法同様、本発明における半導体モジュールの製造方法によれば、コストの削減および製造時間の短縮を可能とし、かつ、小型化されたCOB実装を含む半導体モジュールを提供することが可能となる。
【0066】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における半導体装置の製造方法では、封止体110を硬化させる加熱工程を利用し、半導体素子106が搭載された回路基板101の冷却により生じる、互いに隣接する封止枠109と封止体110との応力の差を用いることで、新たな封止枠109の除去工程を加えることなく、封止枠109を持たない、より小型化された半導体装置および半導体モジュールを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製造方法の各工程を示す断面図である。
【図2】本発明の半導体装置の製造方法における封止枠のもう1つの構成例を示す断面図である。
【図3】本発明の半導体モジュールの製造方法における各工程を示す断面図である。
【符号の説明】
101 回路基板
102a,102b パターン配線
103 ソルダーレジスト
104 スルーホール
105 凹部
106 半導体素子
107 ボンディングワイヤ
108 接着部材
109 封止枠
110 封止体
Claims (14)
- 少なくとも1つの表面に半導体素子と、配線と、一端が前記半導体素子に他端が前記配線にそれぞれ接続される導体とが設けられた回路基板上に、前記半導体素子、前記導体、および前記導体の他端が接続された前記配線の一部を含む領域を規定する、第1の熱収縮性を有する材料により形成された封止枠を配置する工程と、
前記封止枠により規定された領域内に前記第1の熱収縮性よりも小さい第2の熱収縮性を有する封止体を導入し、前記半導体素子、前記導体および前記導体の他端が接続された前記配線の一部とを前記封止体により封止する工程と、
前記封止枠および前記封止体とを冷却することで、該封止枠と該封止体とを離間させる工程と、
前記封止枠を前記回路基板から剥離させる工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記離間させる工程は、前記封止体と前記封止枠とに生じる応力の差を利用することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記封止体を導入し、前記配線の一部、前記導体および前記半導体素子とを前記封止体により封止する工程は、前記回路基板および前記封止枠を加熱して行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項3記載の半導体装置の製造方法において、前記回路基板および前記封止枠は、100℃以上加熱されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項3記載の半導体装置の製造方法において、前記封止枠を剥離させる工程は、18〜36℃で行われることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記封止枠は、金属により形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記回路基板の表面には凹部が形成されており、前記半導体素子は前記凹部の底面上に配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記封止枠は、前記回路基板および前記封止体に接する第1部材と、前記第1部材に接する第2部材とから構成されており、前記第1部材は前記第2部材の熱収縮性よりも高い熱収縮性を有する材料により形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記封止体は熱硬化性を有するエポキシ樹脂であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記封止枠が配置される前記回路基板の表面からの該封止枠の高さは、1.0mm以内であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項1記載の半導体装置の製造方法において、前記封止枠は前記半導体素子の周囲を取り囲むように配置されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 第1表面を有する第1回路基板であって、前記第1表面に第1半導体素子と、第1配線と、一端が前記第1半導体素子に他端が前記第1配線にそれぞれ接続される第1導体とが設けられた第1回路基板上に、前記第1半導体素子、前記第1導体、および前記第1導体の他端が接続された前記第1配線の一部を含む領域を規定する、第1の熱収縮性を有する材料により形成された封止枠を配置する工程と、
前記封止枠により規定された領域内に前記第1の熱収縮性よりも小さい第2の熱収縮性を有する封止体を導入し、前記第1半導体素子、前記第1導体および前記第1配線の一部とを前記封止体により封止する工程と、
前記封止枠および前記封止体とを冷却することで、該封止枠と該封止体とを剥離させる工程と、
前記封止枠を前記第1回路基板から剥離させる工程と、
第2表面を有し、前記第1回路基板とは異なる第2回路基板であって、該第2表面に第2半導体素子と、第2配線と、一端が第2半導体素子に他端が第2配線にそれぞれ接続される第2導体とが設けられた前記第2回路基板上に、前記剥離された封止枠を配置し、前記第2回路基板上に配置された前記剥離された封止枠に封止体を導入することで、前記第2半導体素子と、前記第2導体と、前記第2導体の他端が接続された前記第2配線の一部とを前記封止体により封止する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 複数の半導体素子が設けられる回路基板であって、第1半導体素子と、第1配線と、一端が前記第1半導体素子に他端が前記第1配線にそれぞれ接続される第1導体とが設けられた前記回路基板上に、前記第1半導体素子、前記第1導体、および前記第1導体の他端が接続された前記第1配線の一部を含む領域を規定する、第1の熱収縮性を有する材料により形成された封止枠を配置する工程と、
前記封止枠により規定された領域内に前記第1の熱収縮性よりも小さい第2の熱収縮性を有する封止体を導入し、前記第1半導体素子、前記第1導体および前記第1配線の一部とを前記封止体により封止する工程と、
前記封止枠および前記封止体とを冷却することで、該封止枠と該封止体とを剥離させる工程と、
前記封止枠を前記回路基板から剥離させる工程と、
前記第1半導体素子とは異なる第2半導体素子と、第2配線と、一端が第2半導体素子に他端が第2配線にそれぞれ接続される第2導体とが設けられた前記回路基板上に、前記剥離された封止枠を配置し、前記回路基板上に配置された前記剥離された封止枠に封止体を導入することで、前記第2半導体素子と、前記第2導体と、前記第2導体の他端が接続された前記第2配線の一部とを前記封止体により封止する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 少なくとも一つの表面に半導体素子と、配線と、一端が前記半導体素子に他端が前記配線にそれぞれ接続される導体とが設けられた回路基板上に前記半導体素子、前記導体、および前記導体の他端が接続された前記配線の一部を含む領域を規定する、第1の熱収縮性を有する材料により形成された封止枠を配置する工程と、
前記封止枠により規定された領域内に前記第1の熱収縮性よりも小さい第2の熱収縮性を有する封止体を導入し、前記半導体素子、前記導体および前記配線の一部とを前記封止体により封止する工程と、
前記封止枠および前記封止体を冷却して該封止枠と該封止体とを離間させる工程と、
前記封止枠を前記回路基板から剥離させることで、該回路基板上に搭載される第1半導体装置を形成する工程と、
前記回路基板上に、前記第1半導体装置とは所定距離離間して配置される第2半導体装置を搭載する工程とを有することを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002083366A JP3893301B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 半導体装置の製造方法および半導体モジュールの製造方法 |
| US10/259,443 US6773966B2 (en) | 2002-03-25 | 2002-09-30 | Method of manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002083366A JP3893301B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 半導体装置の製造方法および半導体モジュールの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003282797A JP2003282797A (ja) | 2003-10-03 |
| JP3893301B2 true JP3893301B2 (ja) | 2007-03-14 |
Family
ID=28035789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002083366A Expired - Fee Related JP3893301B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 半導体装置の製造方法および半導体モジュールの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6773966B2 (ja) |
| JP (1) | JP3893301B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2429842B (en) * | 2004-05-20 | 2009-01-28 | Spansion Llc | Method of fabricating semiconductor device and semiconductor device |
| JP2006100489A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Ricoh Co Ltd | プリント基板及びそのプリント基板を用いた電子ユニット並びに樹脂流出防止用ダムの形成方法 |
| CN100463157C (zh) * | 2006-07-10 | 2009-02-18 | 南茂科技股份有限公司 | 防止粘晶胶污染芯片焊垫的封装构造及其基板 |
| JP4978244B2 (ja) * | 2007-03-08 | 2012-07-18 | 富士通株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP4438006B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2010-03-24 | Okiセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| TWI421982B (zh) * | 2008-11-21 | 2014-01-01 | 先進封裝技術私人有限公司 | 半導體導線元件及其製造方法 |
| JP2011176112A (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Renesas Electronics Corp | 半導体集積回路及びその製造方法 |
| US9406596B2 (en) * | 2013-02-21 | 2016-08-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Molding compound structure |
| CN103779286A (zh) | 2014-01-26 | 2014-05-07 | 清华大学 | 一种封装结构、封装方法及在封装方法中使用的模板 |
| CN109801846A (zh) * | 2014-01-26 | 2019-05-24 | 清华大学 | 一种封装结构及封装方法 |
| CN106449561B (zh) * | 2016-11-27 | 2018-09-28 | 乐清市风杰电子科技有限公司 | 一种具有散热结构的晶圆封装 |
| JP7313315B2 (ja) * | 2020-05-19 | 2023-07-24 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置の製造方法及び電力制御回路の製造方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5122858A (en) * | 1990-09-10 | 1992-06-16 | Olin Corporation | Lead frame having polymer coated surface portions |
| US5245198A (en) * | 1990-10-12 | 1993-09-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optoelectronic device, metal mold for manufacturing the device and manufacturing method of the device using the metal mold |
| US6359335B1 (en) * | 1994-05-19 | 2002-03-19 | Tessera, Inc. | Method of manufacturing a plurality of semiconductor packages and the resulting semiconductor package structures |
| US5780924A (en) * | 1996-05-07 | 1998-07-14 | Lsi Logic Corporation | Integrated circuit underfill reservoir |
| US6083768A (en) * | 1996-09-06 | 2000-07-04 | Micron Technology, Inc. | Gravitationally-assisted control of spread of viscous material applied to semiconductor assembly components |
| US5936310A (en) * | 1996-11-12 | 1999-08-10 | Micron Technology, Inc. | De-wetting material for glob top applications |
| NL1004651C2 (nl) * | 1996-11-29 | 1998-06-03 | Nedcard | Werkwijze voor het inkapselen van een chip op een drager. |
| JP2000012609A (ja) * | 1998-06-17 | 2000-01-14 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 回路基板への半導体チップの実装方法 |
| JP2000031339A (ja) | 1998-07-16 | 2000-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 耐雷型伝送体及びそれを搭載した端末網制御装置 |
| US6627478B2 (en) * | 1999-05-24 | 2003-09-30 | Tessera, Inc. | Method of making a microelectronic assembly with multiple lead deformation using differential thermal expansion/contraction |
| US6569709B2 (en) * | 2001-10-15 | 2003-05-27 | Micron Technology, Inc. | Assemblies including stacked semiconductor devices separated a distance defined by adhesive material interposed therebetween, packages including the assemblies, and methods |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002083366A patent/JP3893301B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2002-09-30 US US10/259,443 patent/US6773966B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6773966B2 (en) | 2004-08-10 |
| JP2003282797A (ja) | 2003-10-03 |
| US20030178709A1 (en) | 2003-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6387732B1 (en) | Methods of attaching a semiconductor chip to a leadframe with a footprint of about the same size as the chip and packages formed thereby | |
| JP3398721B2 (ja) | 半導体パッケージ及びその製造方法 | |
| KR100596549B1 (ko) | 반도체장치와그제조방법및반도체패키지 | |
| KR100336329B1 (ko) | 반도체장치의제조방법 | |
| US7268436B2 (en) | Electronic device with cavity and a method for producing the same | |
| JP3416737B2 (ja) | 半導体パッケージの製造方法 | |
| TWI316740B (en) | Package having exposed integrated circuit device | |
| JP2000323616A (ja) | 半導体パッケージ及びその製造方法 | |
| US6329228B1 (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same | |
| JP2002057241A (ja) | 移植性導電パターンを含む半導体パッケージ及びその製造方法 | |
| KR20080036980A (ko) | 반도체 장치의 제조 방법 | |
| WO2013078751A1 (en) | No-exposed-pad ball grid array (bga) packaging structures and method for manufacturing the same | |
| JP3893301B2 (ja) | 半導体装置の製造方法および半導体モジュールの製造方法 | |
| WO2013075384A1 (en) | Ball grid array (bga) packaging structures and method for manufacruring the same | |
| KR100765604B1 (ko) | 회로 장치 및 그 제조 방법 | |
| KR20060042872A (ko) | 반도체장치의 실장 방법 | |
| KR19990068199A (ko) | 프레임 형상의 몰드부를 갖는 반도체 장치용 패키지 및 그 제조 방법 | |
| US6281045B1 (en) | Semiconductor apparatus, manufacturing method thereof and electronic apparatus | |
| JPH08125071A (ja) | 半導体装置 | |
| KR20000050486A (ko) | 볼 그리드 어레이 반도체 패키지의 인캡슐레이션 방법 | |
| JPH11284101A (ja) | 半導体装置用パッケ―ジおよびその製造方法 | |
| US20040173903A1 (en) | Thin type ball grid array package | |
| CN113889419A (zh) | 具有暴露的集成电路管芯的无带引线框封装件 | |
| KR100406499B1 (ko) | 반도체패키지의 몰딩장비 및 이를 이용한 몰딩방법 | |
| JP4562950B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050124 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060427 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060509 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060630 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20060923 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060929 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20061013 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061024 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061106 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061205 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061211 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091215 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101215 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101215 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111215 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121215 Year of fee payment: 6 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121215 Year of fee payment: 6 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121215 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131215 Year of fee payment: 7 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |